楊燕

摘要：盡管現(xiàn)在的科學(xué)技術(shù)已經(jīng)上升到一定層次，絕大多數(shù)教育機(jī)構(gòu)已經(jīng)對學(xué)校的硬件設(shè)備做了一定的完善，可是還有許多先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)苦于資金或種種條件的限制不能真實(shí)的展現(xiàn)在大眾眼前，從而使人們對偉大的應(yīng)用技術(shù)的認(rèn)知水平停留在最基本的抽象認(rèn)知階段，例如錄制電影、歌曲、音樂等的錄音場所——錄影棚。為提高人們對錄音棚的認(rèn)知，我應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)向人們真實(shí)展現(xiàn)一個完整的錄音棚，人們可以以化身主人公通過鼠標(biāo)、鍵盤控制視角全方位多角度了解錄音棚的構(gòu)造，從而提高認(rèn)知水平。這里主要介紹如何使用3dmax三維建模軟件和VRP虛擬現(xiàn)實(shí)軟件共同完成虛擬錄音棚現(xiàn)實(shí)場景的制作。

關(guān)鍵詞：錄音棚;3Dmax建模;VRP虛擬現(xiàn)實(shí);交互

1.引言

隨著近些年來科技技術(shù)的快速發(fā)展，3D技術(shù)的研發(fā)和VRP“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”與應(yīng)用已經(jīng)走過了幾十年的前期摸索階段，技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性、成熟性、發(fā)展度、便捷性、人性化等，都已經(jīng)取得了巨大的突破，對此我運(yùn)用現(xiàn)在技術(shù)水平已經(jīng)相當(dāng)成熟的3Dmax建模工具和VRP“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)”來制作一個錄音棚模型，來彌補(bǔ)由于資金、環(huán)境或者其他條件限制下不能配備錄影棚的遺憾，將一個完整的錄音棚展現(xiàn)在大眾眼前，通過3D建模細(xì)致精確的對錄音棚的各個設(shè)備及內(nèi)部構(gòu)造進(jìn)行了三維重建，并對模型進(jìn)行渲染、貼圖、烘焙，使每一個模型都像現(xiàn)實(shí)世界里的一樣逼真更具觸感。依據(jù)相關(guān)的科學(xué)理論的場景布置和科學(xué)的配置將只有在專業(yè)場所才能看到的錄音棚展示在你眼前，不論男女老少只要打開電腦就能馬上穿越到錄影棚里實(shí)現(xiàn)了對整個錄音棚自由自在的虛擬漫游。應(yīng)用“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)人們可以瞬間化身里面的主人公通過鼠標(biāo)、鍵盤控制切換視角在錄音棚里隨意走動觀察，體驗(yàn)前沿的科技時代。

2.制作分析

2.1前期調(diào)查：

在做該設(shè)計前經(jīng)過走訪多所學(xué)校和隨機(jī)采訪初高中學(xué)生得知目前絕大多數(shù)的學(xué)校里沒有配備完整的錄音設(shè)備，一方面原因是資金不到位，另一方面是因?yàn)閷I(yè)的錄音棚在學(xué)校里的實(shí)用性不大，沒有投入資金的必要。而經(jīng)采訪學(xué)生得知僅一成的學(xué)生知道什么是錄音棚，而他們對錄音棚的了解僅僅來自于現(xiàn)在流行的“YY語音”這樣簡單的錄音環(huán)境，在詳細(xì)的問下去他們也就不知道何為錄音棚了。

2.2可行性分析

硬件方面：

該系統(tǒng)的制作對硬件的配置沒有特別要求。

軟件方面：

3DMax建模工具，VRP虛擬現(xiàn)實(shí)交互工具及Photoshop圖像處理軟件經(jīng)過幾十年的摸索已經(jīng)相當(dāng)成熟。

技術(shù)方面：

經(jīng)過前期的訓(xùn)練已經(jīng)能熟練使用PS圖像處理軟件，根據(jù)需要拍所需集貼圖素材，掌握3Dmax建模工具和VRP虛擬現(xiàn)實(shí)交互工具的使用方法加之指導(dǎo)老師有指導(dǎo)科研項(xiàng)目的豐富經(jīng)驗(yàn)，并且具有相當(dāng)成熟的技術(shù)，是我技術(shù)方面的最大的支持。

3.關(guān)鍵技術(shù)

3.13D建模技術(shù)

3D建模技術(shù)是利用3D建模軟件及相關(guān)插件制作出效果逼真的實(shí)物模型的一種技術(shù)。本作品中所用到的三維建模軟件是3DStudioMax，它是Autodesk公司開發(fā)的基于PC系統(tǒng)的三維動畫渲染和制作軟件，簡稱3DMax。其廣泛應(yīng)用于影視、室內(nèi)設(shè)計、廣告、工業(yè)器械設(shè)計、多媒體制作、游戲開發(fā)、教學(xué)輔助以及可視化工程等領(lǐng)域。

3.2VRay渲染技術(shù)

目前業(yè)界最受歡迎的渲染引擎是VRay，是由Chaosgroup和Asgvis公司聯(lián)合出品的一款高質(zhì)量渲染軟件。VRay渲染器為模型的渲染提供了多種特殊的材質(zhì)，在場景中可根據(jù)不同的需要選擇不同的材質(zhì)，使得模型在燈光的照射下質(zhì)感逼真。

3.3虛擬現(xiàn)實(shí)交互控制技術(shù)

我們可以將常用的二維圖形，聲音或者三維的模型進(jìn)行整合構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)場景，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)的交互控制技術(shù)。本作品是使用VR-Platform簡稱VRP實(shí)現(xiàn)額，它是一款具有完全知識產(chǎn)權(quán)的三維虛擬現(xiàn)實(shí)平臺的軟件，可廣泛的應(yīng)用于道路橋梁規(guī)劃、網(wǎng)絡(luò)游戲開發(fā)、網(wǎng)際網(wǎng)絡(luò)、多媒體教學(xué)、工業(yè)設(shè)計、教學(xué)訓(xùn)練、模型展示、仿真制造、古跡遺址復(fù)原、城市園林規(guī)劃、軍事預(yù)演、教育教學(xué)等行業(yè)。該軟件界面簡潔大方、操作簡便、性能強(qiáng)大、高度可視化、適用面廣，它的出現(xiàn)為正在發(fā)展中的VR產(chǎn)業(yè)注入新鮮的血液使朝氣蓬勃。

4.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在生活學(xué)習(xí)中的發(fā)展前景

4.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）技術(shù)是近幾年來計算機(jī)界摸索發(fā)展出來的又一多學(xué)科綜合性高新技術(shù)，其發(fā)展速度之快是其他軟件所不能比擬的，VR是利用計算機(jī)模擬生成一個虛擬的三維世界，用戶能瞬間化身里面的主人翁，能有真實(shí)世界的視覺，聽覺，觸覺的感受，坐在電腦面前就如同身臨其境一般。有了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，使復(fù)雜場景的虛擬漫游成為可能，足不出戶也能游覽世界各地、設(shè)計建筑效果圖、復(fù)原遺址原貌、漫游虛擬博物館和各國宏偉建筑、欣賞毀滅的古建筑、虛擬解剖學(xué)、虛擬組裝計算機(jī)等等。

4.2學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)及學(xué)習(xí)注意力的特點(diǎn)

通過分析學(xué)生學(xué)習(xí)的特點(diǎn)，可得知學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中注意力集中時間短、知活潑好動、學(xué)習(xí)具有隨意性和容易受情緒的影響以及學(xué)習(xí)持久度不高等特點(diǎn)是他們的一大共性。他們學(xué)習(xí)的動力，除了老師和家長的鼓舞以外在很大程度上，依賴于教學(xué)方式的趣味性和教學(xué)內(nèi)容的形象性。因此，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣也就顯得尤為重要，培養(yǎng)興趣成為教學(xué)能順利展開的關(guān)鍵所在，是最好的“調(diào)味劑”。它在我們的生活，學(xué)習(xí)和學(xué)生智力開發(fā)、研究方面具有重要意義。學(xué)習(xí)興趣是順利地進(jìn)行課堂教學(xué)，發(fā)展學(xué)生智力，形成學(xué)生個性的有利條件[1]?！吧倌陱?qiáng)，則國強(qiáng)”所以開發(fā)一個有助于培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，動手能力和認(rèn)知水平的作品很有價值。

5.錄音系統(tǒng)的設(shè)計及3D建模制作過程

5.1制作背景。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，由于受到資金、環(huán)境等教學(xué)條件的限制，在介紹現(xiàn)代科技發(fā)展水平時教師只能以反復(fù)的口述方式和簡單的教具進(jìn)行教學(xué)，或者課后讓學(xué)生看枯燥的課本知識或者布置學(xué)生去網(wǎng)上搜集相關(guān)圖片資料來鞏固知識。

5.2設(shè)計開發(fā)流程?，F(xiàn)實(shí)世界的模型是3D模型的“前身”，沒有它們作為依據(jù)所建之模就失去了現(xiàn)實(shí)意義。所以在著手建模前必備的前期準(zhǔn)備是少不了的，包括收集相關(guān)的貼圖和實(shí)物尺寸等等，下面我以制作電腦為例詳細(xì)介紹作品的設(shè)計開發(fā)流程。

5.21虛擬模型的建立

一般說來，三維虛擬現(xiàn)實(shí)的制作大概可以概括為以下幾個步驟：前期準(zhǔn)備——建模型——賦材質(zhì)——布燈光——烘焙——導(dǎo)入VRP——后期制作——發(fā)布。

從上面的流程不難看出，虛擬現(xiàn)實(shí)的制作主要可分為虛擬場景的建立和在VRP中實(shí)現(xiàn)漫游。虛擬場景建模主要在3dmax中完成，目前只要3dmax5.0以上的版本都是輕易地導(dǎo)入VRP中，3dmax內(nèi)有強(qiáng)大的建模和材質(zhì)貼圖功能，外與VRP的兼容性使得三維虛擬現(xiàn)實(shí)制作變得簡單輕松。以下以制作電腦模型為例講解其制作流程。

致謝：在整個畢業(yè)設(shè)計的制作過程中得到了王曉艷老師耐心的指導(dǎo)和嚴(yán)格的監(jiān)督，從選題、開題到課件的制作和開發(fā)，每一個環(huán)節(jié)王曉艷老師都辦演著著嚴(yán)師的角色，為的是讓我們的作品能如期完成并且更加完美，她用敏捷的思維幫助我們走出設(shè)計作品時迷茫。在撰寫設(shè)計報告的過程中也得到了王曉艷老師的悉心指導(dǎo)和大力支持。王曉艷老師定期詢問作品的進(jìn)展程度和不定期的作品檢查，并為我指點(diǎn)迷津，幫助我開拓思路，精心點(diǎn)撥，提出了許多寶貴的修改意見。王曉艷思維敏捷，認(rèn)真務(wù)實(shí)的態(tài)度，追求完美的作風(fēng)，使我受益匪淺，在此我要衷心的感謝王老師對我的理解指導(dǎo)與幫助，還要感謝課件制作過程中給予我?guī)椭母魑煌瑢W(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]何克抗。教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[M]，京師范大學(xué)出版社，2009年，全書

[2]楊芳。3D虛擬攝像機(jī)設(shè)計與制作[D]軟件導(dǎo)刊，2014年。

[3]陳綠春。最三維3dsMax模型設(shè)計完全攻略[M]。清華大學(xué)出版社：2010年。